Дәріс. Беттік-активті заттардың гидрофильді-липофильдік балансы, оны анықтау жолдары. ГЛБ-ны анықтаудың Дэвис, Гриффин әдістері.

Беттiк-активтi заттардың гидрофильдiк (полярлы) және гидрофобтық (полярлы емес) бөлiктерiнiң қатынасы гидрофильдi–липофильдiк баланспен (ГЛБ) анықталады. Бұл шама БАЗ-дардың молекулаларының фазалар шекарасында адсорбция барысында май және су фазасына ерекше бағыттылуымен байланысты. БАЗ-ды эмульгатор ретiнде пайдаланғандағы оның май және су көлемiнен фазалар шекарасында адсорбциялану жұмыстарының айырмасымен анықталады (Гриффинәдiсi). ГЛБ шамасын есептеу үшiн БАЗ молекуласын құрайтын топтардың адсорбция жұмысының аддитивтiлiгi принципiн қолданады. Яғни, анықтамаларда бұл бөлiктердiң фазалар шекарасындағы әсерiнiң тәуелсiздiгiне негiзделген. ГЛБ сандарын есептеудi Дэвистiң формуласы бойынша жүргiзедi:

мұндағы B_i – молекуланы құрайтын топтардың ГЛБ саны; гидрофильдi топтар үшiн B_i >0, ал липофильдi топтар үшiн B_i<0. Бұл эмпирикалық формуланың екiншi қосылғыш ретiндегi 7 санының ешқандай физика—химиялық негiзi болмағанымен, ГЛБ>7 жағдайында БАЗ суда ерiгiш, ал ГЛБ<7 болса майда ерiгiш. Осы формула көмегiмен табылған ГЛБ сандары БАЗ-дарды жуғыш заттар, эмульгаторлар, жұқтырғыштар, тұрақтандырғыштарретіндепайдалануғанегізболыпотыр (4-кесте).

4-кесте. БАЗ-дарды құрайтын топтардың ГЛБ сандары

ГЛБсаныныңжоғарымәндерiнеиеленетiнБАЗ-дартураэмульсиялар (май/су) тұрақтандырғышыболыпкеледi, олардыңГЛБсаны 10¸16, алГЛБсандарыныңтөменмәндерi 3¸5 керi эмульсиялардыңтұрақтандырғыштарынатән. ЖұқтырғыштардыңГЛБ – сы 7¸9, жуғышзаттардыкi – 3 ¸15.

ГриффиннiңшкаласынсалуүшiнГЛБсаныныңөзгеруинтервалынанықтапалукерек, мысалы 1 мен 35 аралығында. БұданкейiнэмульгаторретiндезерттелгенБАЗ-дар iшiненеңлипофильдiсіменгидрофильдiсiнтауып, бiрiншiсiне 1, екiншiсiне 35 дегенГЛБсанынбередi, алқалғандарыныңосышкалабойындағыорнынГЛБ –ныңаддитивтiлiкпринципiнесүйенiпанықтаукерек:

ГЛБ₁= 1, ГЛБ₂= 35, C₁,C₂-БАЗ-дардыңмөлшері.

Егер БАЗ-дыңэмульсияға әсерi бiрiншi және екiншi БАЗ-дардың 1:1 қоспасыныкiндей болса, оның ГЛБ саны 18; (1·1 + 1 ·35)/(1+1)=18, ал әсерi 3:1 қоспасына сәйкес болса, ГЛБ=9,5; (3·1 + 1 ·35)/(3+1)=9,5.

Оксиэтиленденген заттардың ГЛБ санын анықтауға арналған Гриффин формуласы:

ГЛБ= (С_ЭО + С_С)/5,

мұндағы С– заттың массалық үлесi, %,

эо және с – индекстерi этилен оксидi мен спиртке жатады.

ГЛБ–ны анықтау проблемасын термодинамикалық тұрғыдан қарастыру оған энергетикалықнегіздеме бередi:

ГЛБ= 7 + 0,36 W^ab/kT,

мұндағы W^ab= W^b - W^a= kT ln (c^a/c^b),

W^ab – БАЗ молекуласының полярлы a фазасынан полярлы емес b фазасына өту жұмысы;

c^a/c^b – БАЗ-дың полярлы және полярлы емес фазаларға таралу тепе-тендiгiнiң константасы.

Бұл теңдеулер ГЛБ санының аддитивтiлiгi молекуланың бiр фазадан екiншiге өту жұмысының аддитивтiлiгiнiң салдары екенiн көрсетедi. Олай болса молекуланы құрайтын топтардың ГЛБ саны (B_i) – өту жұмысыныңоларға сәйкес бөлiгi - парциальды өтужұмысы болады:

B_i = 0,36 W_i^ab /kT

Сонымен бiрге ГЛБ тұралы БАЗ-дардың май және су фазаларынан олардың шекарасындағы адсорбциясы жұмыстарының қатынасы ретiнде де түсiнiк бар. БірақадсорбцияжұмысытекБАЗмолекуласыныңқұрамынағанаемес, беттікқабаттардыңқұрылымынадатәуелдіболғандықтан, ГЛБменадсорбцияарасындасандықбайланысжоқ. Демек, ГЛБ барлық жағдайларда БАЗ-дың фазалар арасындағы беттiк керiлiуi төмендетуiне және соның негiзiнде эмульсия, көбiк түзуге, тұрақтандыруға, жұқтыруға қабiлеттiлiгiн сипаттайды.

Дата добавления: 2015-08-09